|
1.2§ SMP-SYMMETRIC MULTIPROCESSING TIZIM ARXITEKTURASI.
Namuna tizimlari tanish dasturlash modelini saqlab qolgan holda yuqori samarali masshtabli parallel ishlov berish (SPP) afzalliklarini ta'minlaydi. Ushbu dasturlash modeli ishlab chiquvchilarga, kompilyatorlarga va ilovalarga tizimni katta jismoniy xotira va bir qator yuqori tarmoqli kirish/chiqarish portlariga ega bo'lgan bir qator protsessorlar sifatida ko'rish imkonini beradi.
O'rta diapazondagi Exemplar texnik serveri V-Class tizimi bo'lib, yuqori darajada kengaytiriladigan ko'p portli xotira va kiritish/chiqarish quyi tizimiga ega 16 tomonlama simmetrik multiprotsessor (SMP). V-Class tizimi va odatiy SMP tizimi o'rtasidagi asosiy farq xotiradan kirish/chiqarish tizimiga va protsessorlarga ma'lumotlar trafigini ta'minlash uchun xotira ustunidan (HyperPlane deb nomlangan) foydalanish hisoblanadi. Xotira o'zaro bog'lanishida shpaldan foydalanish protsessorlarga va kiritish-chiqarish quyi tizimiga bir vaqtning o'zida xotiraga bloklanmagan kirish imkonini beradi, bu esa avtobusga asoslangan tizimlarda mavjud bo'lmagan miqyoslash imkonini beradi. V-Class tizimi quyidagi xususiyatlarga ega:
from 1 to 16 64-bit PA-8200 processors, providing up to 12.8 GFLOPS (Billions of Floating Operations per Second) of peak performance
from 256 MBytes to 16 GBytes physical memory
15.3 GBytes/s system bandwidth
1.9 GBytes/s I/O channel bandwidth
from 1 to 24 high performance PCI I/O controllers
V-Class xotira quyi tizimi oʻta yuqori unumdorlikni (15,3 Gbayt/s oʻtkazish qobiliyati) taʼminlovchi va markaziy protsessorlar va kiritish/chiqarish kanallaridan xotira quyi tizimiga bloklanmasdan kirish imkonini beruvchi “krossbar” texnologiyasiga asoslangan. O'zaro chiziqdan foydalanish xotira va kiritish/chiqarish trafigini boshqarish uchun butun tizim shinasidan foydalanadigan tizimlar bilan bog'liq ishlashning pasayishini oldini oladi.
V-Class tizimida 16 tagacha protsessor, 8 ta xotira platasi va 24 tagacha PCI I/U kontrollerlari bilan 8 ta kiritish-chiqarish kanali mavjud. Protsessor tomonidagi 8 ta o'zaro faoliyat portlarning har biri bitta agentga ulanadi. Har bir agent bir juft
PA-8200 protsessorlarini, 240 Mbayt/s kirish/chiqarish kanalini va DataMoverni (keyingi bo'limlarda tasvirlangan) qo'llab-quvvatlaydi. Ko'ndalang chiziqning xotira tomonida har bir port 4 tomonlama interleaved xotira kartasiga ulanadi.
1.1-rasm.SMP arxitekturasi.
Krossbar 120 MGts (8,33 nanosekund) da ishlaydi. Agent va xotira tekshiruvi chiplariga boradigan yo'l kengligi 64 bit. Shunday qilib, o'zaro faoliyat portning nominal tarmoqli kengligi har bir yo'nalishda 960 Mbayt / s ni tashkil qiladi. Krossbar bloklanmaydi, shuning uchun barcha portlar maqsadli portlari noyob bo'lsa, to'liq tarmoqli kengligida ishlashi mumkin. Shuni ta'kidlash kerakki, aslida ikkita shpal bor, kirish va chiqish. 8 ta agent va 8 ta xotira kontrollerlarining har biridan shpalga ikkita yo'l, kirish va chiqish yo'li mavjud. Shunday qilib, shpalning umumiy tarmoqli kengligi (2 * 8 * 960 Mbayt / s) 15,36 Gbayt / s ni tashkil qiladi.
V-Class tizimi ikkitadan sakkiztagacha xotira platalarida jismonan taqsimlangan 256 Mbaytdan 16 Gbaytgacha SDRAM (Sinxron dinamik tasodifiy kirish xotirasi) ni qo’llab-quvvatlaydi. SDRAM-lardan foydalanish xotira quyi tizimiga oddiy DRAMS-ga qaraganda yuqori takt chastotasida va yuqori samarali tarmoqli kengligida ishlashga imkon beradi.
V-Class tizimi birdan o'n oltitagacha PA-8200 protsessorlarini, kiritish-chiqarish quyi tizimini va qayta ishlash manbalari bloklari (PRB) deb nomlangan modullar orqali ma'lumotlarni uzatishning ixtisoslashgan apparatlarini qo'llab-quvvatlaydi. 3-rasmda ko'rsatilganidek, har bir PRB ikkita PA-8200 protsessoridan, kiritish-chiqarish kanali va DataMoverdan iborat bo'lib, ular quyida batafsilroq tushuntiriladi.
1.2-rasm.
I/U va DMA unumdorligini oshirish uchun V-Class xotira joylari o'rtasida ma'lumotlar almashinuvi uchun maxsus uskunani o'z ichiga oladi. Ushbu uskuna DataMover deb ataladi va qayta ishlash agentining bir qismi sifatida har bir qayta ishlash quyi tizimiga kiritilgan.
DataMover 480 Mbayt/s tezlikda bitta oqimli ma'lumotlar nusxalarini qayta ishlaydi. DataMover, shuningdek, Aniq Parallel Dasturlash holatida unumdorlikni oshirishda muhim rol o'ynaydi (batafsil ma'lumot uchun ga qarang).
DataMover-ni qo'llab-quvvatlash operatsion tizim va kompilyatorlarga tizim qo'ng'iroqlari, PVM (Paralel virtual mashina) va MPI (xabar o'tish interfeysi) dasturlash modellari kutubxonalari orqali kiritilgan. Shunday qilib, foydalanuvchi manba kodini o'zgartirmasdan yoki qayta kompilyatsiya qilmasdan SPP arxitekturasida ushbu yangi apparat tatbiqining foydasini darhol anglaydi.
NoC dizaynlarida MPI moslashuvi
NoC-ga asoslangan tizim uchun ko'plab yadrolarni samarali ulash va dasturlash muammosi ham akademik, ham sanoat tomonidan katta e'tiborga sazovor bo'ldi. Tabiiy tanlov - bu oldingi simmetrik ko'p protsessorli arxitekturalarga asoslangan kesh-kogerent umumiy xotira dizayni. Ushbu ko'p yadroli protsessorlar, ehtimol, kichik shaxsiy birinchi darajali (L1) yoki ikkinchi darajali (L2) keshlariga ega, ammo barcha L1 keshlari bilan muvofiqlashtirilgan katta oxirgi darajadagi keshga ega. Biroq, yadrolar soni ko'paygan sari, protokolning qo'shimcha xarajatlari tez o'sib boradi, bu esa "muvofiqlik devori" ga olib keladi, undan tashqarida qo'shimcha yuk yadrolarni qo'shish qiymatidan oshadi [26]. Ushbu muammoni hal qilish uchun yadrolar orasidagi kesh uyg'unligini bartaraf etish uchun ko'p yadroli arxitekturadan o'tuvchi xabarlar kiritiladi.
MPI keng ko'lamli parallel kompyuter tizimlari uchun muvaffaqiyatli xabar o'tkazuvchi ramka ekanligi isbotlangan. Ma'lumki, u ko'chma va kengaytirilishi mumkin. Undan foydalanishni osonlashtiradigan ko'plab vositalar va parallel eski kodlar mavjud. Hozirgi MPI standarti katta bo'lib, 200 dan ortiq funktsiya chaqiruvlarini o'z ichiga oladi. Biroq, parallel dasturni kodlash uchun bir nechta funksiyalar zarur, boshqalari esa uni dasturlashni osonlashtiradi. MPI ning standart interfeysi, tildan mustaqil interfeysi va katta foydalanuvchi bazasi kabi maxsus imkoniyatlari uni NoC tizimlarida amalga oshirish uchun potentsial va mos yechimga aylantiradi. Oldingi tadqiqotlar MPI ni NoC asosidagi ko'p yadroli protsessorlarga moslashtirish samaradorligini muvaffaqiyatli ko'rsatdi. Ushbu bob shuningdek, MPI kelajakdagi ko'p yadroli protsessorlar uchun potentsial dasturlash modeli nomzodi degan taxminga asoslanadi.
Do'stlaringiz bilan baham: | 
